Experimental investigations of dynamic effects on brick masonry buildings and their strengthening

• Autorzy: Juhasova E. , Zembaty Z. , Kowalski M.

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne wpływów efektów dynamicznych na budynki murowane z cegły i na ich wzmocnienia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Results of an experimental project on seismic resistance of brick masonry buildings are presented in detail. After a short description of typical problems of the dynamic effects on brick masonry structures the details of a scaled (1:2), heavy (22 tons) model for testing on shaking table are discussed. The designed model has been theoretically modelled by various finite element methods and respective eigenproblems were solved. The distribution of stresses in the model has been obtained by the method of response spectrum. The causes of differences between theoretical and experimental results are discussed and some methods of updating the finite element models are presented. The procedure of seismic tests of the model on shaking table for original and retrofitted model is given in detail. After the sequence of tests of original model which ended with substantial damage, the model was repaired and retrofitted and the sequence of tests repeated. The paper presents a description of retrofitting methods applied and differences in the dynamic response of the model before and after retrofitting. Two methods of retrofitting were tested during the experiments: application of synthetic or steel grids together with specially designed fibre plaster. In addition, static tests

PL

W pracy przedstawiono wyniki projektu badawczego dotyczącego sejsmicznej odporności budowli murowanych z cegły. Po krótkim omówieniu typowych problemów występujących dla budowli murowanych poddanych obciążeniom dynamicznym, szczegółowo przedstawiono projekt ciężkiego (22 tony) modelu w skali 1:2, który został przygotowany celem przeprowadzenia testów na stole wstrząsowym. Przedstawiono wyniki analiz zagadnienia własnego przy zastosowaniu różnorodnych modeli metody elementów skończonych. Omówiono przyczyny różnic między rozwiązaniami teoretycznymi a wynikami eksperymentu i wskazano na pewne możliwości poprawy tych wyników. Szczegółowo omówiono spsoby realizacji testów sejsmicznych na stole wstrząsowym. Po przeprowadzeniu serii testów, które zakończyły się poważnymi uszkodzeniami model był naprawiany i wzmacniany, a seria testów sejsmicznych powtórzona. W pracy przedstawiono dwie techniki wzmocnienia budowli: zastosowanie plastykowej lub stalowej siatki razem ze specjalnie zaprojektowanym fibrotynkiem. Dodatkowo omówiono wyniki statycznych testów paneli wykonanych z muru ceglanego z uwzględnieniem lub bez uwzględnienia wzmocnienia. Praca kończy się podsumowaniem wyników testów dynamicznych oraz zastosowanych metod naprawy i wzmocnienia budowli murowanych z cegły.

Słowa kluczowe

PL

badanie doświadczalne; budynek murowany; obciążenie dynamiczne; test sejsmiczny; wzmacnianie

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 46, nr 1
• Strony: 83--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Juhasova E.

• Institute of Construction and Architecture, Slovak Academy of Sciences

autor

Zembaty Z.

• Faculty of Civil Engineering, Technical University, Opole

autor

Kowalski M.

• Faculty of Civil Engineering, Technical University, Opole

Bibliografia

• 1. Z. ZEMBATY, M. KOWALSKI, Dynamic identification of a model of brick masonry building, Archives of Civil Engineering, 46, 1, 107-136, 2000.
• 2. T. TOMAŽEVIČ, T. VELECHOVSKY, Some aspects of testing small-scale masonry building models on simple earthquake simulators, Int. J. of Earthquake Engng. and Struct. Dynamics, 21, 945-963, 1992.
• 3 Y. MENGHI, H.D. McNIVEN, A.K. TANRIKULU, Models for nonlinear earthquake analysis of brick masonry buildings, Report of Earthquake Engineering Research Center, UCB, EERC - 92/03, Berkely, California 1992.
• 4. T. PAGNONI, Seismic analysis of masonry and block structures with the discrete element method, Proceedings of 10th European Conference on Earthquake Engineering, 22 Aug.- 2 Sept. 1994, Vienna, vol. 2, 1669-1674, Balkema 1995.
• 5. D. BENEDETTI, M.P. LIMONGELLI, P. PEZZOLI, Dynamic behaviour of masonry buildings subjected to multidirectional seismic excitation, 2nd France-Italian Symposium on Earthquake Engineering, 1-14, Nice, 1994.
• 6. C. MODENA, G. ZANARDO, D. ZONTA, Shaking table testing on a reduced scale r.m. model, [in:] Proc. 11ECEE, 12 p., Paris, Sept. 1998.
• 7. R. CIESIELSKI, M. PIERONEK, K. STYPUŁA, Kinematic excitation of buildings vibrations caused by tramway traffic in the old city of Cracow, [in:] Dynamics of Engineering Structures, 285-288, Smolenice 1985.
• 8. E. JUHÁSOVÁ, Seismic effects on structures, Elsevier, Amsterdam 1991.
• 9. S. CHIOSTRINI, P. FORABOSCHI, A. VIGNOLI, Structural analysis and damage evaluation of existing masonry buildings by dynamic experimentation and numerical modeling, Proceedings of 10th World Conference on Earthquake Engineering, 3481-3486, 19-24 July 1992, Balkema 1992.
• 10. E.M. DA RIN, E. JUHÁSOVÁ, P. PEZZOLI, R. SOFRONIE, Z. ZEMBATY, Closing report to PECO 93 Project 930060, Bergamo-Seriate: ISMES, 1996.
• 11. J. PAGACZEWSKI, Catalogue of earthquakes in Poland in 1000-1970 years, Publs. Inst. Geoph. Pol. Ac. Sci., 51, 3-36, 1972.
• 12. J. PILAWA, Z. ZEMBATY, Report on earthquakes and other natural disasters in Dlugosz Annales, PECO 93, Project 930060, Opole: TUO FCE 1996.
• 13. R. CIESIELSKI, E. MACIĄG, Traffic vibrations and their effects on building [in Polish], WKiŁ, Warszawa 1991.
• 14. T. CIESIELSKI et al., Proceedings of Conferences on Seismic and Paraseismic Effects on Structures [in Polish], Cracow University of Technology, Kraków, 1978-1997.
• 15. E. JUHÁSOVÁ, R. SOFRONIE, P. CONTRI, Real time seismic testing of reinforced infills, Project Euroquake Progress Report, ICA SAS, Bratislava 1999.
• 16. E. JUHÁSOVÁ, M. JUHÁS, Multi-component shaking table control and its application in seismic response analysis, [in:] 9th Symposium on Dynamics of Structures, Rzeszów-Jawor, TU, 3, 161-187, 1996.
• 17. M. JUHÁS, Report on construction of model and feasibility test of seismic input prepared for MASTER shaking table in ISMES, STU FME, Bratislava 1995.
• 18. Z. ZEMBATY, M. KOWALSKI, Report on dynamic analysis and natural modes identification for brick masonry model of PECO 93 Project 930060, TUO FCE, Opole 1996.
• 19. E. JUHÁSOVÁ, Slovakia Part of Final Report on PECO 93 Project 930060: Experimental evaluation of technical interventions to reduce seismic vulnerability of old existing buildings, ICA SAS, Bratislava 1996.
• 20. E. JUHÁSOVÁ, M. HURÁK, Z. ZEMBATY, Modelling of boundary conditions at seismic tests of heavy models, [in:] Engineering Mechanics '97, Svratka, ŽĎAS, 91-96, 1997.
• 21. E. JUHÁSOVÁ, P. PEZZOLI, E. DA RIN, R. SOFRONIE, Z. ZEMBATY, Resistance of brick building model with arches before and after retrofitting, [in:] Proc. 11ECEE, 12 p., Paris, Sept. 1998.
• 22. R. SOFRONIE, G. POPA, Confined structures of reinforced masonry, [in:] Proc. 11ECEE, 11 p., Paris, Sept. 1998.
• 23. G. POPA, R. SOFRONIE, Romania Part of Final Report on PECO 93 Project 930060: Experimental evaluation of technical interventions to reduce seismic vulnerability of old existing buildings, Bucharest, TUB FLREE, 1996.
• 24. R. SOFRONIE, Antiseismic reinforcement of masonry works, [in:] New Technologies in Structural Engineering, Lisbon, LNEC, 373-380, 1997.
• 25. E. JUHÁSOVÁ, M. VRABEC, Failure of brick masonry under seismic loading, [in:] 6th Scientific Conference of CIF TU, Košice, CIF TU, Session 3, 165-170, Košice 1997.
• 26. G.N. PANDE, J.X. LIANG, J. MIDDLETON, Equivalent elastic moduli for brick masonry, Computers & Geotechnics, 8, 243-265, 1989.
• 27. P.B. LOURENCO, J.G. ROTS, J. BLAAUWENDRAAD, Continuum model for masonry parameter estimation and validation, J. of Struct. Engng., ASCE, 124, 6, 642-652, 1998.
• 28. A. URBAŃSKI, J. SZARLIŃSKI, Z. KORDECKI, Finite element modeling of the behavior of the masonry walls and collumns by homogenization approach, Computer Methods in Structural Masonry - 3, Proceedings of the 3rd International Symposium, pp. 32-41, Lizbon, 19 - 21 April, .J. MIDDLETON and G.N. PANDE [Eds.], Books & Journals Int Ltd., Swansea, U.K., 1995.